Übersicht

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Was wissen wir über…?

Auf diesen Seiten erhalten Sie verständlich aufbereitete Informationen zu Erkenntnissen aus der Lehr-Lernforschung und Unterrichtsforschung rund um das Thema digitale Medien in der Schule.

Die hier aufbereiteten Erkenntnisse spiegeln Forschungsergebnisse systematischer Übersichtsarbeiten (d.h., Forschungssynthesen, Reviews, Metaanalysen) dar, welche versuchen den aktuellen Forschungsstand (statistisch) zusammenzufassen. Diese Übersichtsarbeiten sind von verschiedenen Autorinnen und Autoren als Fachartikel erstellt worden und in Fachzeitschriften erschienen. Die Fachartikel wurden für eine breite Leserschaft im Kontext Schule aufbereitet. Zudem werden ausgehend von den wissenschaftlichen Erkenntnissen Chancen und Konsequenzen für das Unterrichten und Lernen abgeleitet.

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Medienbildung

Medienbildung beschreibt das Lernen mit aber auch vor allem über Medien, wie deren kritisch-reflexiver Umgang und bspw. Wissen zu datenschutzrechtlichen Fragen.

Effekte intensiver Nutzung digitaler Medien

Die intensive Nutzung digitaler Medien hat Auswirkungen auf das Selbstvetrauen und Selbstwirksamkeit im Umgang mit digitalen Medien, aber auch auf die Angst vor digitalen Medien.

Digitale Gesundheit

Digitale Gesundheit oder digitales Wohlergehen (engl. “digital well-being”) bezieht sich auf die Auswirkungen digitaler Medien auf das Leben.

Nutzung komplexer Technologien

Die Nutzung komplexer Technologien, wie Anwendungen von virtuellen oder erweiterten Realitäten ist sehr vielversprechend. Doch sind sie den Aufwand wert?

Unterstützung beim Lernen in Gruppen

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Einführung

Definition: Was ist „Technologieunterstützung beim Lernen in Gruppen“?

Das sogenannte „Computer Supported Collaborative Learning” verwendet digitale Medien, um das Lernen in Gruppen aller Größen zu unterstützen. Der Fokus liegt dabei darauf, welche technologische Innovationen wie eingesetzt werden können, um Gruppenlernprozesse, das Teilen von Wissen und die gemeinsame Wissenskonstruktion zu ermöglichen.

Funktionen für das Unterrichten: Warum „Technologieunterstützung beim Lernen in Gruppen“?

Es stehen besonders lernförderliche Motivation und Emotionen der Gruppenteilnehmenden beim Lernen im Fokus der Forschung. Diese beeinflussen die Qualität der individuellen Lernprozesse der Schüler*innen. Letztendlich soll mit der Technologieunterstützung beim Lernen in Gruppen der Wissenserwerb und Problemlösekompetenzen gesteigert werden.

Neben individuellen Aspekten können auch soziale Prozesse innerhalb der Gruppe angesprochen werden. Technologie soll dabei unterstützen die Rollen in Gruppenarbeiten zu klären oder Aktivitäten/ Beteiligungen sichtbar zu machen. Zudem können computerbasierte Tools dabei unterstützen Peer-Feedback, Diskussionen oder gemeinsame Problemlösestrategien zu strukturieren.

Gruppenarbeit ist eine häufig eingesetzte Sozialform im Unterricht. Bisher existierte allerdings noch keine Übersicht, welche Arten computerbasierter Tools zu welchen Effekten beim Lernen in Gruppen führen. Außerdem besteht noch keine systematische Analyse, welche Strategien der Gruppenarbeit durch Technologieunterstützung computerbasiert gefördert werden können.

Mit ihrer Metaanalyse diese gehen Chen, Kirschner und Tsai (2018) diese Fragen an.

Das Review

Betrachtete Forschungsfrage

  1. Welche Auswirkungen hat die Sozialform beim Lernen mit digitalen Medien?
  2. Welche Auswirkungen hat die Nutzung digitaler Medien beim Lernen in Gruppen?
  3. Was einsetzen: Welche Arten computerbasierter Tools erzielen welche Effekte?
  4. Wie einsetzen: Welche Strategien der Gruppenarbeit können computerbasiert lernfördernd unterstützt werden?

In unserer Zusammenfassung legen wir den Fokus auf die Forschungsfragen drei und vier.



Untersucht wurden…

In ihrer Forschungssynthese untersuchten Chen, Kirschner und Tsai (2018) Lernende von der Grundschule, über Sekundarstufe I und II bis hin zur Hochschule. Letztere bilden in der Studie einen Schwerpunkt, viele der inkludierten Studien wurden auf universitätsebene durchgeführt. Die Lerninhalte deckten ebenfalls eine große Breite ab und erstreckten sich über alle Fächer. Zudem wurden die Studien in unterschiedlichen kulturellen Kontexten durchgeführt, besonders Nordamerika, Asien und Europa.

Die Beantwortung der dritten basiert auf insgesamt 7.190, der vierten auf 6.269 Teilnehmenden.

Die Ergebnisse
Werden computerbasierte Tools beim Lernen in Gruppen eingesetzt, dann kann die Lernleistung der einzelnen Gruppenmitglieder bezüglich des Fachwissens mittelstark und besonders den fokussierten Kompetenzen stark gesteigert werden. Der Einsatz dieser Tools wirkt sich auch positiv auf das Empfinden (z.B. Motivation) der Gruppenmitglieder (schwacher Effekt) und deren Gruppeninteraktionen (schwacher bis mittlerer Effekt) aus. Der Lernerfolg der Gruppe kann so mittelstark gesteigert werden.

Gut belegt sind die positiven Auswirkungen von visuelle Repräsentationstools (Concept Maps, Knowledge Maps) und Group Awareness Tools (Group Knowledge Awareness, Group Participation Awareness) auf den individuellen Lernzuwachs im Fachwissen, sowie eine stark positive Auswirkung auf die Gruppenleistung. Group Awareness Tools gelingt es zudem lernförderliche soziale Interaktionen innerhalb der Gruppe (z.B. #) zu unterstützen. Dies lässt sich auch über ähnlich starke Effekte auf das individuelle Fachwissen weist der Einsatz von Multimediaanwendungen (z.B. Animationen), virtuellen Umgebungen (z.B. Simulationsspiele, Augmented Reality) und computerbasierten tutoriellen Systemen auf.

Positive Auswirkungen auf Empfindungen (Emotion, Motivation) der Lernenden sind entweder gering (z.B. durch Group Awareness Tools) oder nur wenig beobachtbar. Ausnahmen bilden hier virtuelle Umgebungen und Onlinediskussionstools (z.B. Video- und Audiokonferenztools), die mittlere positive Auswirkungen erzeugen.

Welche Auswirkungen haben rein schriftliche Onlinediskussionstools (z.B. Foren, Chats)? Hier sind die Auswirkungen noch wenig gesichert. Teilweise liegen hier zu wenige Studien vor um eine gesicherte Aussage treffen zu können, teilweise sind die gemessenen Auswirkungen zu unterschiedlich.

Zu lernförderlichen Strategien der Gruppenarbeit, die durch digitale Medien unterstützt werden können, zählen sogenannte Kollaborationsskripts. Sie unterstützen beispielsweise die Themenfindung, fokussieren thematisch zielführende Diskussionen und helfen bei der Konsensfindung. Kollaborationsskripts wirken sich positiv auf den Erwerb von Fachwissen, die Gruppenleistung, sowie lernförderliche soziale Interaktionen während der Gruppenarbeit und besonders Kompetenzen (z.B. Argumentationskompetenz) aus. Die Auswirkungen computerunterstützten Peerfeedback sind weniger ausführlich untersucht. Es zeigt sich allerdings, dass Peerfeedback sich positiv auf den Fachwissens- und Kompetenzerwerb auswirkt, wenn auch die Erkenntnisse nicht so stark und gut gesichert sind wie für Kollaborationsskripts.

Wie gesichert ist dieses Wissen?

Überzeugend ist…

  • dass die Autoren recht strenge Kriterien angelegt haben, welche Studien einbezogen werden. So wurden beispielsweise Studien ausgeschlossen, in denen sich die zu vergleichenden Gruppen von vornherein unterschieden.


Bei der Interpretation zu bedenken ist…

  • dass nur publizierte Studien einbezogen wurden. Dies führt wahrscheinlich dazu, dass die Effekte überschätzt werden - eine gesicherte Aussage lässt sich hier aber nicht treffen.
  • dass die Effekte der einbezogenen Studien mit besonders strengen Methoden (experimentelle und quasi-experimentelle Studien) durchgehend kleiner sind als die der Studien mit weniger strengen Methoden. Dies bedeutet möglicherweise, dass die gemittelten Effektstärken etwas überschätzt sind.
  • dass die Kontrollgruppen der einbezogenen Studien sich möglicherweise stark unterscheiden. D.h. mit was die computerbasierten Unterstützungstools in den einzelnen Studien verglichen wurden unterscheidet sich und somit auch die Interpretation der Effekststärke.
  • dass teilweise sich stark unterscheidende Konzepte in einer Kategorie zusammengeführt wurden. So betrachteten Chang et al. die Effekte computerbasierter Unterstützungstools auf „Empfindungen“, worunter sie sowohl Motivation, als auch Emotionen, Einstellungen, Zufriedenheit und weitere Selbsteinschätzungen fassten.

Implikationen für die Praxis

Implikationen
Drei zentrale Ergebnisse der Studie sollen hervorgehoben werden:

  1. „Was?“ I: Es gibt starke Hinweise darauf, dass die Gruppenleistung durch den Einsatz von visuellen Repräsentationstools (Concept Maps, Knowledge Maps), sowie Group Awareness Tools stark verbessert werden kann.
  2. „Was?“ II: Fachwissen kann durch den Einsatz einer Reihe unterschiedlicher Tools mittelstark gefördert werden: Grafik- oder Multimediaanwendungen (z.B. Animationen), Group Awareness Tools, virtuelle Umgebungen (z.B. Simulationsspiele, Augmented Reality), visuelle Repräsentationstools, computerbasierte tutorielle Systeme. Die Effektstärken unterscheiden hier nur wenig.
  3. „Wie?“: Es bestehen substantielle Hinweise darauf, dass der Einsatz von Computerunterstützung beim Lernen in Gruppen sich für direktere Formen der Instruktion eignet. Die Effekte von Interaktionsskripts (z.B. Kollaborations-, Diskussionsskripts) auf Kompetenzen (z.B. Argumentations-, Problemlösekompetenz) sind stark, auf die Gruppenleistung und lernrelevante soziale Interaktionen und Fachwissen sind sie mittelstark.

Tools

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Anteil der Überlegenheit

67% der Lernenden mit Gamification werden in einem Leistungstest über dem Mittelwert der Lernenden ohne Gamification liegen.

Anteil der Überlappung

82% der Lernenden in den zwei Gruppen (mit vs. ohne Gamification) werden sich überschneiden.

Wahrscheinlichkeit der Überlegenheit

Es gibt eine 63% Wahrscheinlichkeit dass eine zufällig ausgewählte Person aus der Gruppe “mit Gamification” besser abschneidet als eine Person aus der Gruppe “ohne Gamification”.

Zu analysierende Personen

6.8

Gamification

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Einführung

Gamification beim Lernen

Photo by Robo Wunderkind on Unsplash



Freizeitspaß im Unterricht?

Über die Hälfte der Jugendlichen in Deutschland spielt täglich oder mehrmals wöchentlich mit digitalen Spielen (JIM Studie 2018). Diese Vorliebe für das Spielen wird zunehmend auch für den Schulunterricht nutzbar gemacht im Sinne eines spielerischen Zugangs zu Lerninhalten. Dabei bleibt zunächst die Frage offen, ob dieser spielerische Zugang ausschließlich eine Auflockerung des Unterrichts bewirkt, oder ob Gamification auch Auswirkungen auf die Motivation und Lernerfolge der Schülerinnen und Schüler hat. Ja, hat es, sagen Bai, Hew und Huang (2020) in ihrer Metaanalyse (Quelle).

Was ist Gamification?


Was sagt die Praxis?

Gamification hat viele Gesichter – das kurze Quiz zwischendurch gehört ebenso dazu wie die mehrwöchige Projektarbeit. Christian Wettke, erfahrener Lehrer und Fortbildner im Bereich Gamification ist überzeugt: „Gamification birgt nach meinen Erlebnissen ein unglaubliches Potential, den eigenen Unterricht zu einem epischen Abenteuer werden zu lassen und mit begeisterten und motivierten Schülerinnen und Schülern auf Augenhöhe zu arbeiten. Natürlich muss man fairerweise sagen, dass das zu Beginn mit einem gewissen Aufwand verbunden ist, der sich aber in der späteren täglichen Arbeit mehr als auszahlt. Man muss dabei auch weder selbst ein Spieler sein noch ein komplettes Spiel entwerfen, sondern bedient sich lediglich an erfolgreichen Spielmechaniken (die übrigens auch von ganz analogen Spielen kommen können) und überträgt sie auf seinen Unterricht.“


Wozu Gamification?

Die Nutzung spielerischer Elemente beim Lernen (bspw. Münzen sammeln durch richtige Antworten) erfreut sich bei Lernenden großer Beliebtheit. Aus Sicht der Lehr-Lernpsychologie ist Gamification in zweierlei Hinsicht interessant. Zum einen kann mit dem Einsatz spielerischer Elemente die Motivation der Schülerinnen und Schüler erhöht werden. Werden bspw. große Aufgaben in kleinere Unteraufgaben unterteilt, nach deren Bearbeitung die Lernenden direkt Feedback und eine Belohnung erhalten, kann das dazu führen, dass sich die Schülerinnen und Schüler in diesem Bereich als kompetent wahrnehmen. Dadurch steigt in der Folge auch die Motivation. Zum anderen wird die Auswirkung von Gamification auf den Lernerfolg der Lernenden diskutiert. Hier ist die Ergebnislage der Studien jedoch weniger eindeutig. Es lohnt sich daher, einen genauen Blick darauf zu werfen, wie die spielerischen Elemente im Einzelnen eingesetzt werden und unter welchen Bedingungen sich dieser Einsatz positiv auf den Lernerfolg auswirkt.


Das Review

Das Review

“Erhöht Gamification das Lernen der Schülerinnen und Schüler? Evidenz aus einer Metaanalyse und Synthese von qualitativen Daten im Bildungskontext”
(von Bai, Hew, und Huang, 2020)

Bai und ihr Team (2020) haben systematisch Studien zusammengeführt und ausgewertet, die untersuchten inwiefern spielerische Elemente beim Lernen i.S.v. Gamification den Lernerfolg bei Lernenden erhöht.

Was wird verglichen?

verglichen wurden…

Lernende, die mit spielerischen Elementen i.S.v. Gamification lernten

mit…

Lernenden, die ohne spielerische Elementen i.S.v. Gamification lernten

In der Metaanalyse wurden zunächst 24 Studien mit insgesamt 3202 Lernenden untersucht. In diesen Studien wurden Lernende, die mit spielerischen Elementen i.S.v. Gamification lernten, hinsichtlich ihres Lernerfolgs mit solchen verglichen, die ohne Gamification lernten.

In weiteren 32 Studien wurden die Lernenden zu ihren Eindrücken zum Lernen mit spielerischen Elementen befragt.

Innerhalb der Studien haben die Lernenden 4-12 Wochen mit den spielerischen Elementen gelernt.


Kontext der Studien

Geschlechterverteilung

?
Keine Angaben im Review.
Schulstufe

Region

Fächer


Forschungsfragen und Ergebnisse

Frage

„Fördert ein spielerischer Zugang zu Lerninhalten, d.h. Gamification, die fachliche Leistung von Schülerinnen und Schülern?“

Über alle Studien hinweg zeigte sich, dass Lernende, die während des Lernens spielerische Elemente anwendeten, mehr lernten als Lernende, die ohne spielerische Elemente lernten: 69% der Lernenden mit Gamification werden im Lernerfolg besser als der Durchschnitt der Lernenden ohne Gamification sein.


Als Voraussetzung zeigten die Studien, dass die Länge der Lerneinheiten mit spielerischen Elementen entscheidend für deren Erfolg war. Die Lerneinheiten mit spielerischen Elementen, die sich über einen bis drei Monate erstreckten, zeigten den größten Unterschied im Lernerfolg zu Lerneinheiten ohne spielerische Elemente in der gleichen Dauer. Zudem zeigten die untersuchten Studien, dass Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe, gegenüber der Primarstufe und Studierenden, am meisten von Gamification profitierten. Allerdings machte weder die Art der spielerischen Elemente (bspw. Münzen sammeln, Fortschrittsbalken) noch die Anzahl dieser Elemente innerhalb einer Lerneinheit einen Unterschied.

Basierend auf den untersuchten Studien lohnt es sich also, spielerische Elemente in eine längere Unterrichtseinheit einzubauen. Weniger sinnvoll ist dagegen der Einsatz solcher Elemente in vereinzelten Unterrichtsstunden.

Generell legen die Befunde nahe, dass es nicht entscheidend ist besonders viele spielerische Elemente einzusetzen. Auch die Art des spielerischen Elements ist nicht zentral. Sinnvoll wäre dementsprechend bspw. die Auswahl eines spielerischen Elements (z. B. Münzen sammeln), das dann systematisch in eine längere Unterrichtseinheit integriert wird.


Frage

„Welche Elemente von Gamification (bspw. Belohnungen bekommen, Ziele setzen) nehmen Lernende als besonders positiv oder negativ wahr?“

Die Schülerinnen und Schüler berichteten in den Studien, dass sie mit spielerischen Elementen lieber lernten als ohne. Die Rückmeldung zu ihrem Lernstand nahmen sie dabei besonders positiv wahr, wie auch die daraus entstehende Wertschätzung. Weiterhin gaben die Lernenden an, dass sie durch die spielerischen Elemente dazu angeregt wurden, ambitioniertere Ziele zu setzen und mehr Aufgaben zu erledigen.

Neben dem erhöhten Lernerfolg kann der Einsatz spielerischer Elemente also zu mehr Motivation, Interesse und Durchhaltevermögen führen. Besonders schwere Lerninhalte könnten den Schülerinnen und Schülern auf diese Weise durch spielerische Elemente zugänglicher gemacht werden.

Um Gamification zu einem sinnvollen Einsatz zu bringen, zeigte die untersuchten Studien, dass es besonders wichtig ist, den Lernenden die Nützlichkeit der spielerischen Elemente zu verdeutlichen. Dazu gehört es auch, eine Belohnung direkt im Anschluss an die erledigte Aufgabe zu geben. Insgesamt sollte außerdem darauf geachtet werden, dass unter den Lernenden kein Neid und keine Ängste entstehen.

Ergebnisse kurz & knapp


Tiefergehende Informationen für Fortgeschrittene

Qualität des Reviews

Detaillierte Evaluation



Quelle

Bai, S., Hew, K. F., & Huang, B. (2020). Does gamification improve student learning outcome? Evidence from a meta-analysis and synthesis of qualitative data in educational contexts. Educational Research Review, 100322. https://doi.org/10.1016/j.edurev.2020.100322

Implikationen für die Praxis

Implikationen für die Praxis


Wie setze ich Gamification sinnvoll im Unterricht ein?

Damit der Einsatz von Gamification nicht nur motivierend ist, sondern auch den Lernerfolg der Schülerinnen und Schüler stärkt, ist zweierlei zu beachten.

  1. Die Forschungssynthese zeigt, dass das Lernen mit spielerischen Elementen zu besseren Leistungen führen kann als das Lernen ohne diese Elemente. Der durch Gamification erzielte Vorteil bewegt sich dabei im mittelstarken Bereich. Besonders wirksam ist der Einsatz spielerischer Elemente, wenn er sich über mehrere Wochen erstreckt.
  2. Es scheint nicht wichtig zu sein, wie viele spielerische Elemente im Einzelnen verwendet werden. Wichtig ist aber, dass die spielerischen Elemente genau zur Lernaufgabe passen. Das kann zum Beispiel bedeuten, dass eine Belohnung oder Rückmeldung zeitlich direkt im Anschluss an eine erledigte Aufgabe erfolgt.

Inhaltliche Einordnung

Aus genereller lehr-/lernpsychologischer Perspektive ist jedoch zu beachten, dass es sich bei vielen Elementen des Gamification um klassische extrinsische Belohnungssysteme handelt (bspw. für eine erledigte Aufgabe gibt es Münzen). Dies kann insofern kritisch gesehen werden als dass Studien gezeigt haben, dass die Einführung von Belohnungssystemen dazu führt, dass die intrinsische Motivation der Schülerinnen und Schüler, wie Interesse und Neugier, dadurch zurück gehen kann. Jedoch zeigten sich diese negativen Effekte von Belohnung nur bei Tätigkeiten, die von großer intrinsischer Motivation angetrieben sind. Dies scheint jedoch beim Erlernen von Schulwissen selten der Fall zu sein (zum Weiterlesen: Rheinberg, F. (2010). Korrumpierung intrinsischer Motivation durch externe Belohnung: Mythos oder Realität? In Motivation und Handeln (S. 365-387). Springer, Berlin, Heidelberg. https://link.springer.com/book/10.1007/3-540-29975-0).


Tools

Mehr Informationen und Beispiele von konkreten digitalen Anwendungen.


Forschendes Lernen mit mobilen Geräten

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Einführung

Forschendes Lernen mit mobilen Geräten

Photo by ThisisEngineering RAEng on Unsplash



Auf Entdeckungsreise zum Lernerfolg – mit digitaler Unterstützung?

Von der Schnitzeljagd beim Kindergeburtstag bis zu Quests im Online-Game - Kinder und Jugendliche legen eine große Neugierde an den Tag, wenn es darum geht, auf Entdeckungsreise zu gehen und eigene Fragen selbstständig zu beantworten. Beim forschenden Lernen wird genau diese Motivation genutzt und der Lernprozess gezielt unterstützt, sodass sich die Lernenden während des Forschens ihr Wissen selbst erarbeiten können. Mobile Geräte wie Smartphones oder Tablets können dazu eingesetzt werden, den Ablauf des forschenden Lernprozesses zu unterstützen. Aber wann lohnt es sich besonders mobile Geräte einzusetzen? Bei einem stark vorstrukturierten oder freien Forschungsprozess? Im Klassenzimmer oder bei informellem Lernen, wie in Museen oder im Freien? Diese und weitere Fragen zu den Gelingensbedingungen forschenden Lernens beantworten Yang, Sung und Chang (2020, Quelle).

Was ist forschendes Lernen?


Was sagt die Praxis?


Wozu mobile Geräte einsetzen?

Smartphones oder Tablets können den Forschungsprozess auf vielfältige Weise unterstützen. Es können Daten im Freien (beispielsweise durch die Kamerafunktion) aufgezeichnet werden, Messwerte eines Versuchs können eingegeben und via Software ausgewertet werden und schließlich können auch die Ergebnisse digital mit den Mitschülerinnen und –schülern geteilt werden, indem sie beispielsweise in auf einer Präsentationsfolie festgehalten werden. Auch solche Forschungsprojekte, die sonst zu lange dauern würden (z.B. Auswirkungen globaler Erwärmung) oder die als Experiment nicht umsetzbar sind (z.B. Radioaktivität), können mit Hilfe mobiler Geräte in veränderter Form durchgeführt werden. Hier können Programme auf Smartphones oder Tablets eigene Beobachtungen mit Computersimulationen ermöglichen.


Das Review

Das Review

“Einsatz einer Metaanalyse zur Aufdeckung der kritischen Aspekte des mobilen forschungsbasierten Lernens.”
(von Yang, Sung und Chang, 2020)

Yang, Sung und Chang (2020) haben systematisch Studien zusammengeführt und ausgewertet, die untersuchten inwiefern sich der Einsatz mobiler Geräte beim forschenden Lernen auf den Lernerfolg oder affektive Einstellungen (z. B. die Motivation) der Lernenden auswirkt. Dabei wurden mehrere Gruppen verglichen.

Was wird verglichen?

verglichen wurden…

Lernende, die beim forschenden Lernen mit mobilen Geräten arbeiteten

mit…

Lernenden, die beim forschenden Lernen ohne mobile Geräte arbeiteten

In der Metaanalyse wurden zunächst 41 Studien mit insgesamt 3.566 Lernenden untersucht. In diesen Studien wurden Lernende, bei denen forschendes Lernen mit mobilen Geräten zum Einsatz kam, jeweils mit einer Kontrollgruppe ohne mobile Geräte hinsichtlich ihres Lernerfolgs oder affektiven Einstellungen (z. B. die Motivation) verglichen. In diesen Kontrollgruppen kam entweder computerbasiertes forschendes Lernen (ohne mobile Geräte), forschendes Lernen ganz ohne Computer (“analog”) oder kein forschendes Lernen zum Einsatz.


Kontext der Studien

Geschlechterverteilung

?
Keine Angaben im Review.
Schulstufe

?
Keine Angaben im Review.
Region

?
Keine Angaben im Review.
Fächer


Forschungsfragen und Ergebnisse

Frage

„Sind mobile Geräte dazu geeignet forschendes Lernen zu unterstützen?“

Über alle Studien hinweg zeigte sich, dass Lernende, die während des forschenden Lernens mobile Geräte verwendeten, mehr lernten als Lernende, die ohne mobile Geräte lernten: ##% der Lernenden mit mobilen Geräten werden im Lernerfolg besser als der Durchschnitt der Lernenden ohne mobile Geräte sein.


Wird forschendes Lernen durch mobile Geräte unterstützt, kann der Lernerfolg (z.B. bezüglich des Fachwissens, Verstehens, Bewertens) der Schülerinnen und Schüler stark verbessert werden. Schätzt man die zusammengefassten Studien allerdings etwas vorsichtiger ein, was einige Eckdaten zu den Studien nahelegen (s. Details zur Studie), würde man zu dem Schluss kommen, dass der Lernerfolg mittelstark verbessert werden kann. In beiden Fällen ist jedoch festzuhalten, dass ein positiver Einfluss mobiler Geräte auf das forschende Lernen vorliegt.


Frage

„Wann ist die Unterstützung mit mobilen Geräten besonders effektiv?“

  • Strukturierung:
    Forschendes Lernen kann in unterschiedlichem Ausmaß vorstrukturiert sein. Ein starker Strukturierungsgrad liegt vor, wenn Schülerinnen und Schüler eine durch die Lehrkraft gestellte Frage durch einen vorgegebenen Versuchsplan ergründen. Wenn Schülerinnen und Schüler andererseits eigene Fragen durch eine selbst gewählte Methode bearbeiten und die Ergebnisse selbstständig aufbereiten, spricht man von einem offenen Forschungsprozess mit geringer Strukturierung. Es zeigt sich, dass der Einsatz von mobilen Geräten bei einem offenen Forschungsprozess zu den besten Lernergebnissen führt.
  • Steuerung:
    Ähnlich verhält es sich bei der Frage, wer den Forschungsprozess steuert: Lehrende, Lernende oder beide gemeinsam? Steuern die Schülerinnen und Schüler den Forschungsprozess mit den mobilen Geräten selbst, dann lernen sie am meisten.
  • Umgebung & Fächer:
    Mobile Geräte entfalten besonders dann ihren Mehrwert, wenn sie außerhalb des üblichen Rahmens im Klassenzimmer eingesetzt werden. Also bei der Erforschung der Natur im Freien oder bei einer Exkursion im Museum. Entsprechend wurde bisher besonders die Wirksamkeit mobiler Geräte in den MINT-Fächern festgestellt.


Tiefergehende Informationen für Fortgeschrittene

Qualität des Reviews


Detaillierte Evaluation



Quelle

Yang, J.-M., Sung, Y.-T., & Chang, K.-E. (2020). Use of Meta-Analysis to Uncover the Critical Issues of Mobile Inquiry-Based Learning. Journal of Educational Computing Research, 58(4), 715–746. https://doi.org/10.1177/0735633119879366

Implikationen für die Praxis

Implikationen für die Praxis


Wie setze ich mobile Geräte für das forschende Lernen sinnvoll ein?

Damit der Einsatz mobiler Geräte beim forschenden Lernen den Lernerfolg (z.B. bezüglich des Fachwissens, Verstehens, Bewertens) fördert, ist laut der aufbereiteten Metaanalyse zweierlei zu beachten:

  1. Mobile Geräte sind dann besonders effektiv, wenn der Lernprozess des forschenden Lernens möglichst offen ist und durch die Schülerinnen und Schüler gesteuert wird.
  2. Gerade an Lernorten außerhalb des Klassenzimmers (im Freien oder bei Exkursionen) können mobile Geräte ihr Potential entfalten. Entsprechend eignen sich besonders MINT-Fächer für eine Umsetzung mobilen Lernens.


Inhaltliche Einordnung Laut den Ergebnissen der Studie lernen Schülerinnen und Schüler also am besten, wenn sie den Lerngegenstand frei explorieren und selbst steuern können. Aus einer lehr- / lernpsychologischen Perspektive, welche die kognitiven Belastungen beim Lernen betrachtet, ist dieses Ergebnis auf den ersten Blick wenig intuitiv (siehe z.B. Kirschner, 2006). Denn müssen Lernende beispielsweise Experimente selbst planen, durchführen und überprüfen, stellt sie dies vor hohe Anforderungen. Diese können sie nur bewältigen, wenn sie entweder selbst genug Vorwissen und methodische Kenntnisse (z.B. zum Durchführen von Experimenten) mitbringen. Die Autoren des Reviews sind allerdings der Meinung, dass freie Exploration und Selbststeuerung auch ohne diese Voraussetzungen möglich ist, weil mobile Geräte es erlauben automatisiertes Feedback zu jedem kleinen Schritt im Prozess des forschenden Lernens zu geben.


Tools/Beispiele

Mehr Informationen und Beispiele von konkreten digitalen Anwendungen:

  • Beispiel für Experimente zum Klimawandel anhand von Simulationen im Biologieunterricht:
  • Beispiel für eine App zur mobilen Pflanzenbestimmung im Biologieunterricht:
  • Beispiel für den Einsatz dynamischer Geometrieprogramme im Mathematikunterricht:


Mobile Geräte beim Lernen im Freien

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Einführung

Definition: Was ist der „Einsatz mobiler Endgeräte für das Lernen im Freien“?

Mobile Endgeräte, wie Smartphones oder Tablets, werden dazu genutzt Lerngelegenheiten auf außerhalb des Klassenzimmers zu erweitern. Der Fokus liegt hierbei meist auf der Unterstützung selbstregulierten, forschenden Lernens in den MINT Fächern, besonders den Naturwissenschaften. Schülerinnen und Schüler begeben sich dabei meist in Kleingruppen mit ihren mobilen Geräten und entsprechenden Applikationen in die Natur, für die Erarbeitung oder Ergebnissicherung bezüglich eines abgegrenzten Lerninhalts.

Funktionen für das Unterrichten: Warum mobile Endgeräte beim Lernen im Freien einsetzen?

Es stehen besonders lernförderliche Motivation und Emotionen der Gruppenteilnehmenden beim Lernen im Fokus Untersucht werden Möglichkeiten der Bereitstellung und Förderung von Fachwissen über die mobilen Geräte. Zudem wird das selbstregulierte Lernen unterstützt, indem forschendes Lernen angeleitet wird. Dazu zählt das Aufstellen von Hypothesen, das Dokumentieren von Beobachtungen, sowie die Sammlung und Interpretation von Daten. Auch Kommunikation und Kollaboration zwischen den Gruppenmitgliedern können über mobile Geräte angeleitet werden. Nicht zuletzt können durch die mobilen Geräte Lernstände und Daten des Lernprozesses erfasst werden.

Mobile Endgeräte für das Lernen im Freien einzusetzen ist ein verhältnismäßig neuer Ansatz. Entsprechend ist es noch recht unklar, wofür und wie mobile Geräte eingesetzt werden können. Hierzu gibt es erste Studien, für die Kilty und Burrows (2020) in ihrem systematischen Review eine Übersicht erstellt haben.

Photo by Oziel Gómez on Unsplash

Das Review

Tabelle 1: Prozentuale Häufigkeiten der lernrelevanten Aspekte, die als Lernziel formuliert, mit mobilen Geräten unterstützt oder diagnostiziert wurden.

Betrachtete Forschungsfrage

  1. Welche Lernziele werden für das Lernen im Freien formuliert?
  2. Wofür werden mobile Geräte beim Lernen im Freien eingesetzt?
  3. Was wird mit Hilfe der mobilen Geräte bei den Schülerinnen und Schülern diagnostiziert?

Wir werden uns besonders auf die zweite Forschungsfrage konzentrieren.



Untersucht wurden…

In ihrer Forschungssynthese untersuchten Kilty und Burrows (2020) Schülerinnen und Schüler aller Klassenstufen, sowie Studierende, die genaue Gesamtzahl der Lernenden wird nicht genannt. Die Synthese basiert auf 45 Einzelstudien.



Die Ergebnisse
Im Fokus der Studie standen die lernrelevanten Aspekte:

  • Fachwissen der Schülerinnen und Schüler
  • Prozesse des forschenden Lernens
  • Fragen-/ Hypothesenentwicklung
  • Dokumentation von Beobachtungen
  • Sammlung von Daten
  • Interpretation von Daten
  • Kommunikation und Kollaboration zwischen Gruppenmitgliedern bzw. der Klasse
  • Emotionen, Motivation beim Lernen

Mobile Geräte wurden meist zur Bereitstellung von Fachwissen verwendet. Beispielsweise scannen Schülerinnen und Schüler neben Pflanzen ausgewiesene QR-Codes in botanischen Gärten und erhalten so weitere Informationen oder eine zusätzliche 3D Projektion auf den Bildschirm. Eine weitere gelungene Einsatzmöglichkeit mobiler Geräte ist die Anleitung und Dokumentation von Beobachtungen, sowie die Sammlung von Daten. Beispielsweise wurden Smartphones anhand von GPS Koordinaten zum Auffinden von Lernorten, eingesetzt. Dort erhielten die Schülerinnen und Schüler Aufforderungen und Anleitungen zur Dokumentation von Merkmalen, wie selbst generierten Messdaten oder entdeckte Tiere in schriftlicher und gezeichneter Form. Auch bei der Interpretation von Daten können mobile Geräte unterstützen, indem sie automatisiertes Feedback auf eingegebene Messdaten bereitstellen. Sind Messwerte beispielsweise ungewöhnlich hoch oder niedrig, so kann eine Wiederholungsmessung vorgeschlagen und eine nochmalige Anleitung des Messinstruments bereitgestellt werden. Mobile Geräte werden bisher noch wenig dafür verwendet, die Schülerinnen und Schüler dabei zu unterstützen Fragen bzw. Hypothesen für das forschende Lernen zu entwickeln.

Wie gesichert ist dieses Wissen?

Überzeugend ist…

  • dass der Einbezug oder Ausschluss von Einzelstudien eindeutig anhand klarer Kriterien geregelt wurde. Dies ist ein Hinweis darauf, dass ein großer Teil der relevanten Studien auch berücksichtigt werden konnte.


Bei der Interpretation zu bedenken ist…

  • dass keine genauere Differenzierung bezüglich Klassenstufen vorgenommen wurde. Das selbstregulierte, forschende Lernen kann sich stark zwischen unterschiedlichen Klassenstufen unterscheiden. Hier wäre eine weitere Differenzierung möglich gewesen.

Implikationen für die Praxis

Implikationen
Die Studie liefert eine erste Übersicht darüber, wofür mobile Geräte beim Lernen im Freien eingesetzt werden können. Zusammenfassend weisen die Autorinnendarauf hin, dass die Lernziele, der Einsatz mobiler Geräte und eine Lernstands- oder Lernprozessdiagnose wenn möglich von vornherein zusammen gedacht werden sollten. Applikationen, die den Lernprozess unterstützen oder zur Lernstands- bzw. Lernprozessdiagnose eingesetzt werden können sehen Sie unten.

Tools

Lehrer-Schüler-Beziehung im Online-Klassenraum

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Einführung

Definition: Was ist die Lehrer-Schüler-Beziehung im Online-Klassenraum?
Im Online-Klassenraum sind die Lehrerin oder der Lehrer, sowie die Schülerinnen und Schüler gleichzeitig in einem virtuellen Raum oder auf einer Plattform anwesend (z.B. Zoom, BigBlueButton). Somit kann synchroner Unterricht stattfinden, ohne dass sich die Klasse zwingend am gleichen Ort befinden muss. Der Online-Klassenraum besitzt diverse Merkmale, die sich zu einem herkömmlichen Klassenraum in der Schule unterscheiden. In ihren Beitrag beschreiben Kostenius und Alerby (2020), wie diese Merkmale unseren Umgang miteinander und somit auch die Beziehung zwischen Lehrenden und Lernenden prägen.


Warum ist die Lehrer-Schüler-Beziehung im Online-Klassenraum wichtig?
Kostenius und Alerby (2020) beschreiben folgende Szene, die sich in einem Online-Klassenraum abspielte:

Lehrer: Ich kann Sie nicht sehen.

Amanda: Nein, ich weiß, mit meiner Kamera stimmt etwas nicht.

Lehrer: Du weißt, dass es eine Voraussetzung für die Teilnahme an der Gruppenpräsentation ist, sowohl mit Mikrofon als auch mit Kamera online zu sein, damit ich Dich sehen und hören kann.

Amanda: Ich weiß, aber ich kriege meine Kamera nicht zum Laufen.

Lehrer: Nun, dann weiß ich nicht, was ich tun soll.

Monica, eine Schülerin in der Gruppe, drückt den Knopf für “Hand heben”, aber der Lehrer bemerkt das nicht. Sie beschließt dann, sich trotzdem am Gespräch zu beteiligen, um dem Lehrer und der Klassenkameradin bei der Lösung des Problems zu helfen. Sie schaltet ihr Mikrofon ein und macht einen Vorschlag: Amanda, kannst du dich vielleicht mit deinem Handy einloggen?

Amanda: Okay, ich versuche es und komme dann zurück.

Lehrer: Vielen Dank, Monica, für den Vorschlag. Mal sehen ob es funktioniert.

Die Szene zeigt, dass die Beteiligten im Online-Klassenraum beispielsweise mit neuen Rollenverständnissen arbeiten müssen. Dies bietet Chancen aber auch Herausforderungen für die Beziehungsgestaltung im Unterricht.

Photo by Gabriel Benois on Unsplash

Das Review

Betrachtete die Forschungsfrage
Welche Merkmale unterscheiden Online-Klassenräume von physischen Klassenräumen und welche Auswirkungen hat dies auf die Beziehung zwischen den Lehrerinnen und Lehrern und ihren Schülerinnen und Schülern?



Merkmale der Online-Klassenräume
Online- und herkömmliche Klassenräume werden von Kostenius und Alerby anhand von drei Blickwinkeln gegenübergestellt: Materialistisch, idealistisch und nutzungsbezogen.

Materialistisch: Herkömmliche Klassenräume zeichnen sich dadurch aus, dass sie von vier Wänden begrenzt sind und somit den Unterricht für Lehrerinnen und Lehrer als auch für die Schülerinnen und Schüler an diesem Ort festlegen. Online-Klassenräume hingegen werden von den Beteiligten meist von unterschiedlichen Orten besucht (z.B. jeweils zu Hause aus), sie erhöhen also die Zugänglichkeit zum Klassenraum. Andererseits ist es auch einfacher die Grenze des Online-Klassenraums zu verlassen (z.B. indem die Kamera ausgestellt oder die Videokonferenz verlassen wird). Auch Handlungen wie die Hand zu heben für eine Meldung geschehen im Online-Klassenraum weniger physisch präsent.
_ Idealistisch: Im herkömmlichen Klassenraum besteht eine Hierarchie zwischen Lehrerin bzw. Lehrer und der Klasse: Die Lehrerin bzw. der Lehrer bringt den Schülerinnen und Schülern etwas bei. Der Online-Klassenraum birgt die Möglichkeit, dass sich dieses Verhältnis nun teilweise umkehrt: Die Schülerinnen und Schüler bringen der Lehrerin bzw. dem Lehrer bspw. hinsichtlich der technischen Nutzung etwas bei. Das „Who is teaching who?“ ist hier weniger etabliert.

Nutzungsbezogen: Online-Klassenräume gewähren Schülerinnen und Schülern eine neue Freiheit und Kontrolle über ihr Lernen. Möglichkeiten der Beteiligung (z.B. nonverbal durch Applauszeichen, Abstimmungen) oder des Entzugs (z.B. abschalten der Kamera) sind gegenüber herkömmlichen Klassenräumen erweitert.



Auswirkungen auf die Beziehungen
Sowohl die Lehrer*innen, als auch die Schüler*innen müssen mit der Zeit erst Routinen im Online-Klassenraum schaffen. Während dieser Zeit sind gewohnte Vorgänge im Unterricht teilweise ausgesetzt und können zu Irritationen führen. Wie im Beispiel kann der Lehrer eine gehobene Hand übersehen und so spricht die Schülerin ohne Aufforderung ihre Mitschülerin an. Solche Ereignisse können von beiden Seiten missverstanden werden und zu Konflikten führen.

Eine Neujustierung des “Who is teaching who?” kann mit negativen Empfindungen der Lehrer*innen einhergehen. Fühlen sich die Lehrer*innen weniger kompetent ( bzw. „entmachtet“), wenn sie technische Probleme nicht lösen können, so kann dies die Beziehung zu ihren Schüler*innen belasten. An dieser Stelle müssen die Rollen der Schüler*innen, sowie der Lehrer*innen neu etabliert und verinnerlicht werden.

Die erweiterten Nutzungsmöglichkeiten des Online-Klassenraums ermöglicht den Lehrer*innen ihren Schüler*innen neue Verantwortung und Kontrolle zu übergeben. Dieses Vertrauen stellt ein „Empowerment“ der Schüler*innen dar und kann auf diese Weise die Lehrer-Schülerbeziehung bestärken.

Photo by Gabriel Benois on Unsplash

Implikationen für die Praxis

Implikationen
Im Hinblick auf die Beziehungsgestaltung können folgende Reflexionsfragen zu einer neuen Sicht auf den (eigenen) Online-Klassenraum führen:

  • Inwiefern verändert sich meine Rolle im Online-Klassenraum, inwiefern die der Schülerinnen und Schüler?
  • Welche Routinen sind noch nicht etabliert? Welche Irritationen sind damit einhergegangen und wie kann ich mit ihnen begegnen, um sie aufzulösen?
  • Welche Möglichkeiten habe ich, um den Schülerinnen und Schülern zusätzliche Kontrolle und gleichzeitig Verantwortung zu geben?

Hier finden Sie weitere Ideen gesammelt von Lehrer*innen, wie Sie Schülerbeziehungen im Online-Klassenzimmer aufrecht erhalten: https://faq-online-lernen.de/knowledge-base/wie-laesst-sich-verbundenheit-im-virtuellen-raum-herstellen/

Und hier gibt es weitere Tipps zur praktischen Umsetzung vom Landesmedienzentrum Baden-Württemberg: https://www.lmz-bw.de/statische-newsroom-seiten/schule-machen-in-zeiten-des-coronavirus/online-tools-fuer-den-digitalen-unterricht/

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Wie entsteht eine Zusammenfassung?

Wie entsteht eine Zusammenfassung?

Bis eine Zusammenfassung auf dieser Plattform erscheint, durchlaufen die Originalartikel wie auch deren Zusammenfassung ein mehrstufiger Prozess.

  1. In regelmäßigen Abständen werden aktuelle Forschungssynthesen aus den gängigen wissenschaftlichen Datenbanken zu den Themen “Unterrichten und Lernen mit digitalen Medien” extrahiert [Suchterm: technology AND learning AND school AND (reviews OR meta-analysis); 2018 - heute].

  2. Im zweiten Schritt werden die so gefundenen Forschungssynthesen hinsichtlich ihrer thematischen Passung und Qualität ausgewählt.

  3. Im dritten Schritt werden einzelne Forschungssynthesen von einem/r Wissenschaftler/in gründlich gelesen und aufbereitet.

  4. Dieser erste Prototyp wird unter Wissenschaftler/innen diskutiert und vor allem hinsichtlich der Qualität der Originialforschungssynthese kritisch geprüft.

  5. Danach wird an einem 2. Prototypen gearbeitet, der innerhalb eines Expert/innengremiums aus Lehrerbilnder/innen hinischtlich der Verständlichkeit diskutiert wird.

  6. Die daraus entstandenen Änderungen werden eingearbeitet und in die vorliegende Plattform eingebettet.

  7. Der Aufbau auf Makro- und Mikrostruktur dieser Plattform ist Gegenstand empirischer Forschung.

Autor*innen und Projekt

Autor/innen und Projekt

Dies ist ein Projekt innerhalb von Digitalisierung in der Lehrerbildung Tübingen (TüDiLB) Zentrum für Forschung und Transfer. Ein Verbund der Universität Tübingen und des Leibniz-Instituts für Wissensmedien (https://www.tuedilb-tuebingen.de/.

Innerhalb von TüDiLB versuchen wir, forschungsbasierte Antworten auf diese Fragen zu geben. Dazu bündeln wir Forschungs- und Transferaktivitäten im Bereich Digitalisierung in der Lehrerbildung am Standort Tübingen und bereiten aktuelle digitalisierungsbezogene Forschungsergebnisse für Lehrpersonen und Akteure der verschiedenen Phasen der Lehrerbildung auf.

Verantwortliche Autor*innen sind Dr. Jürgen Schneider und Dr. Iris Backfisch (https://www.tuedilb-tuebingen.de/personen.html).

„Das diesem Angebot zugrundeliegende Vorhaben wird im Rahmen der gemeinsamen „Qualitätsoffensive Lehrerbildung“ von Bund und Ländern mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung unter dem Förderkennzeichen 01JA2009 gefördert. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt bei den Autor*innen.“